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水體生態(tài)修復(fù)措施

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水體生態(tài)修復(fù)措施

水體生態(tài)修復(fù)措施范文第1篇

關(guān)鍵詞:城市水生態(tài) 環(huán)境 生物 措施

中圖分類號(hào): TU986 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A

隨著全球科技的進(jìn)步,人類活動(dòng)的頻繁和社會(huì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)模式的轉(zhuǎn)變,水資源的開(kāi)發(fā)利用達(dá)到了前所未有的強(qiáng)度,水生態(tài)環(huán)境遭到了嚴(yán)重的破壞,但是城市水環(huán)境是城市生態(tài)環(huán)境的重要組成部分,也是市民休閑娛樂(lè)、維護(hù)城市生態(tài)平衡的重要手段。那么隨著人們生活水平的提高,人們對(duì)水環(huán)境的質(zhì)量也越來(lái)越高,在這種情況下采取生態(tài)修復(fù)的方法解決污染不是很嚴(yán)重格的水環(huán)境是今后城市環(huán)境治理的必然,修復(fù)受損的水生態(tài)環(huán)境是恢復(fù)水生態(tài)環(huán)境的有效途徑。

一、 水生態(tài)環(huán)境影響因素

現(xiàn)如今隨著城市發(fā)展的不斷進(jìn)行中,工業(yè)廢水和生活污水應(yīng)該嚴(yán)格按照規(guī)定排入城市污水處理系統(tǒng),嚴(yán)禁排入城市自然水環(huán)境。要定期對(duì)公園、環(huán)城河內(nèi)的樹(shù)枝敗葉,以及其它的生活垃圾進(jìn)行清理,強(qiáng)化環(huán)境宣傳,是人們?cè)谛蓍e游玩的時(shí)候養(yǎng)成一個(gè)良好的喜歡。這樣從環(huán)境污染的外源攝入上控制上污染源,才能為內(nèi)源性污染質(zhì)量奠定一個(gè)良好的基礎(chǔ)。

1.農(nóng)村對(duì)水生態(tài)環(huán)境的影響

我國(guó)人口多、土地資源少的國(guó)情決定了我國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó),農(nóng)業(yè)在我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中起到基礎(chǔ)地位的作用。我國(guó)農(nóng)業(yè)目前正處在由傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變時(shí)期。傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)是在自然經(jīng)濟(jì)條件下,采用人力、畜力、手工工具、鐵器等為主的手工勞動(dòng)方式,靠世代積累下來(lái)的傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)發(fā)展,以自給自足的自然經(jīng)濟(jì)居主導(dǎo)地位的農(nóng)業(yè)。傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)對(duì)水生態(tài)環(huán)境影響較小?,F(xiàn)代農(nóng)業(yè)大量使用以石油為原料的化肥、農(nóng)藥和以石油為能源的農(nóng)業(yè)機(jī)械,使現(xiàn)代農(nóng)業(yè)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出傳統(tǒng)農(nóng)業(yè),達(dá)到了前所未有的程度。現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)引起了土壤侵蝕和土地退化,減少了生物多樣性,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中施用的化肥、農(nóng)藥等產(chǎn)生了有機(jī)污染物及氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),造成水質(zhì)的富營(yíng)養(yǎng)化。

二、水生態(tài)環(huán)境修復(fù)原理

水生態(tài)修復(fù)是利用生態(tài)系統(tǒng)原理按照自然界的自身規(guī)律使水體恢復(fù)自我修復(fù)功能,采取各種工程、生物和生態(tài)措施修復(fù)受損傷的水體生態(tài)系統(tǒng)的生物群體及結(jié)構(gòu),強(qiáng)化水體的自凈能力,重建健康的水生生態(tài)系統(tǒng)。而水生態(tài)環(huán)境修復(fù)主要分為三種技術(shù)——物理修復(fù)、化學(xué)修復(fù)、生物修復(fù)。(1)物理修復(fù)技術(shù)為:外源控制、底泥疏浚、水動(dòng)力循環(huán)治理。(2)化學(xué)修復(fù)技術(shù)為:化學(xué)除藻、沉淀凈化。(3)生物修復(fù)技術(shù)為:生物過(guò)濾技術(shù)、微生物技術(shù)。

三、水生態(tài)環(huán)境修復(fù)措施

1.城市水生態(tài)環(huán)境修復(fù)措施

1.1增強(qiáng)污水處理廠處理污水及廢水能力

根據(jù)污水水量、水中污染物的不同,采用不同的排放標(biāo)準(zhǔn)及處理工藝。修建污水處理綜合性能強(qiáng)的污水處理廠,將工藝研究和設(shè)備開(kāi)發(fā)密切結(jié)合,在推廣應(yīng)用先進(jìn)工藝技術(shù)的同時(shí)推出高質(zhì)量的成套設(shè)備,不斷擴(kuò)增污水處理廠綜合性技能。

1.2人工建造景觀水體,增加城市綠地面積

在城市中修建人工景觀水體,滿足人們的親水性需求,改善周邊環(huán)境,種植適合城市生長(zhǎng)的植被與樹(shù)木,增加降雨后形成徑流時(shí)間,使雨水能入滲到城市地面以下,補(bǔ)充城市地下水體,緩解城市水資源環(huán)境由于城市化帶來(lái)的不利影響,進(jìn)而調(diào)節(jié)局部生態(tài)系統(tǒng)。

1.3修建人工濕地,為城市增色添香

模擬自然濕地生態(tài)系統(tǒng)修建人工濕地。利用濕地土壤疏松多孔體系,含有大量的膠體顆粒的物理性狀,去除水體中的有機(jī)物和重金屬,進(jìn)而修復(fù)水生態(tài)環(huán)境。栽植有較高觀賞價(jià)值的濕地植物,增添休閑、觀賞和貼近自然的美景。

四、天然水體水生態(tài)修復(fù)措施

我國(guó)的天然水體主要由江湖湖海組成,目前已有近60%水體受到了不同程度的污染。水體中富含氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物和有機(jī)物。局部水體富氧化情況嚴(yán)重,造成諸如藍(lán)藻等生物的大量繁殖,藍(lán)藻等水生生物與水體中的魚(yú)類等生物爭(zhēng)耗氧氣,而使魚(yú)類等生物死亡。影響了水生態(tài)環(huán)境的自然規(guī)律。目前,我國(guó)主要通過(guò)修建工程措施、生物修復(fù)技術(shù)和生態(tài)修復(fù)技術(shù)修復(fù)受損的水生態(tài)環(huán)境。

1.工程措施

利用稀釋和沖刷技術(shù),引用外流對(duì)水體進(jìn)行稀釋和沖刷,短時(shí)間內(nèi)有效地減少污染物的濃度和負(fù)荷,提高水體自凈能力;利用底泥疏浚技術(shù)去除水體底部的毒害物質(zhì);利用底泥覆蓋技術(shù)在底泥表面敷設(shè)滲透性小的塑料膜或卵石,營(yíng)造出特定的水流環(huán)境和水生生物所需要的環(huán)境,抑制藻類大量繁殖;利用氣體抽提技術(shù),使用真空泵和井使有機(jī)污染物蒸氣,或者將被吸附的、溶解狀態(tài)的或自由相的污染物轉(zhuǎn)變?yōu)闅庀?,抽提到地面,然后再進(jìn)行收集和處理;利用空氣吹脫技術(shù)將壓縮空氣注入受污染區(qū)域,使溶解在地下水中的揮發(fā)性化合物、吸附在土壤顆粒表面上的化合物以及阻塞在土壤空隙中的化合物驅(qū)趕出來(lái)。

2.生物修復(fù)技術(shù)

生物修復(fù)技術(shù)是利用生物的新陳代謝對(duì)有機(jī)污染物及氮、磷營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的同化作用,將低濃度污染物進(jìn)行富集轉(zhuǎn)化,達(dá)到治理污染水體的目的。該類技術(shù)與所要修復(fù)水體之間的空間關(guān)系屬于旁路裝置或非緊密結(jié)合的狀態(tài)。常見(jiàn)的技術(shù)包括:固定化細(xì)菌技術(shù)、河道內(nèi)曝氣、結(jié)合高效微生物處理修復(fù)技術(shù)、生態(tài)浮床技術(shù)、卵石床生物膜技術(shù)、穩(wěn)定塘技術(shù)、生物過(guò)濾技術(shù)土地處理技術(shù)等。

3.生態(tài)修復(fù)技術(shù)

生態(tài)修復(fù)技術(shù)是恢復(fù)退化水生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中缺失的組分,達(dá)到重建水生態(tài)系統(tǒng)的良好結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)其功能的恢復(fù),同時(shí)改善水質(zhì)。該種技術(shù)包括:生物操縱技術(shù)、沉水植物重建技術(shù)等。其中,生物操縱技術(shù)包括引入濾食性魚(yú)類來(lái)控制藻類生物量的富集。沉水植物重建是利用屬于本地物種的沉水植物,選擇合適的地帶進(jìn)行引種并使之成為水生態(tài)系統(tǒng)的有機(jī)組成部分。

五、強(qiáng)化政府立法職能,增加社會(huì)輿論監(jiān)督

我們?cè)趯?duì)水生態(tài)環(huán)境進(jìn)行修復(fù)的過(guò)程中,也要不斷地去加強(qiáng)國(guó)家監(jiān)察職能,運(yùn)用行政手段、通過(guò)出臺(tái)法律、法規(guī)約束破壞水生態(tài)環(huán)境的行為。引進(jìn)激勵(lì)機(jī)制,對(duì)生產(chǎn)、生活中保護(hù)水生態(tài)環(huán)境的企業(yè)給予減免財(cái)稅等方面的政策,獎(jiǎng)勵(lì)和鼓勵(lì)高污染行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步。調(diào)動(dòng)社會(huì)力量,加強(qiáng)社會(huì)輿論監(jiān)督,對(duì)破壞水生態(tài)環(huán)境的行為提出譴責(zé),輿論干預(yù)其企業(yè)銷售。加大社會(huì)保護(hù)水生態(tài)環(huán)境的宣傳力度,樹(shù)立全民保護(hù)水生態(tài)環(huán)境的意識(shí),增強(qiáng)社會(huì)責(zé)任感和使命感。

水體生態(tài)修復(fù)措施范文第2篇

關(guān)鍵詞:黑臭河道治理生物-生態(tài)修復(fù)技術(shù)

中圖分類號(hào): TV85 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào):

引言:河道是包括河堤、河床、護(hù)坡、水體和生物等的復(fù)雜生態(tài)系統(tǒng),既是防洪排澇和引水抗旱的通道,又是生態(tài)、景觀、休閑和旅游的重要場(chǎng)所。隨著人口及社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展,人類對(duì)河道生態(tài)的影響越來(lái)越大,河道的生態(tài)環(huán)境狀況越來(lái)越差,越來(lái)越多的城市河道變得黑臭,給河道景觀和居民身體健康帶來(lái)了嚴(yán)重危害。同時(shí)還加劇了水資源的短缺,直接威脅著飲用水的安全和人民的健康。水污染的防治已經(jīng)成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵保障。

一、上海地區(qū)河道黑臭的成因:

上海地區(qū)的河道黑臭的一般原因都是因?yàn)楹拥浪蛹{的污染負(fù)荷已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了它自身的凈化能力。主要是由于水體缺氧、有機(jī)物腐敗而造成的一種有機(jī)物污染的極限現(xiàn)象。具體的成因主要是以下幾點(diǎn):

1、河道接納了大量的工藝廢水、生活垃圾廢水、農(nóng)田化學(xué)廢水、牲畜的糞便廢棄物及各種重金屬?gòu)U棄物。大量的污染造成河道內(nèi)溶解氧幾乎沒(méi)有了,才使的河道的水質(zhì)變黑發(fā)臭。

2、上海地區(qū)的潮汐特點(diǎn)是每天兩潮水,河道較密對(duì)污水的排出較不利,容易發(fā)酵產(chǎn)生變質(zhì),造成反復(fù)污染,同時(shí)上海處于長(zhǎng)江和黃浦江的下游,上游下來(lái)的各種污染經(jīng)常在這里沉淀造成污染。

3、上海是高度發(fā)展的城市,城市建設(shè)、市政建設(shè)有許多不完善的地方,造成地下水、河道、管網(wǎng)的水系不能完全暢通,河道水系結(jié)構(gòu)復(fù)雜治理困難。長(zhǎng)期以來(lái)上海地下水的雨水管線也被用來(lái)做污水管,使的污水沒(méi)有辦法排除形成污染發(fā)臭。

4、由于污染的嚴(yán)重,環(huán)境的惡化,造成水體食物鏈中最重要、最基礎(chǔ)一環(huán)(底端腐蝕群落食物鏈)嚴(yán)重缺失,造成水體自身的凈化能力消失殆盡,造成水體的有機(jī)污染物無(wú)法得到及時(shí)分解,加劇了水質(zhì)的惡化。

另外一個(gè)現(xiàn)象值得我們警惕,現(xiàn)在上海地區(qū)的農(nóng)村河道治理改造工程,一般都是簡(jiǎn)單的采取河道兩邊打樁在插上預(yù)制的水泥板。這樣外觀是好看了,但卻是阻礙了水體與岸灘間的養(yǎng)份交換,大大減少了河水的自凈能力。

二、河道黑臭的治理辦法

治理本地區(qū)河道黑臭的方法還是比較多的,概況起來(lái)一般有以下幾個(gè)辦法。

1、物理方法

主要是引水換水和底淤疏浚;

2、化學(xué)方法

化學(xué)絮凝處理技術(shù)是一種通過(guò)投加化學(xué)藥劑去除水層污染物以達(dá)到改善水質(zhì)的污水處理技術(shù)。

3、生物方法(生物加生態(tài)修復(fù)技術(shù))

提高微生物的活性和繁殖能力,達(dá)到一種微生態(tài)平衡。這類技術(shù)主要是利用微生物、植物等生物的生命活動(dòng),對(duì)水中污染物進(jìn)行轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)化及降解作用,從而使水體得到凈化,創(chuàng)造適宜多種生物生息繁衍的環(huán)境,重建并恢復(fù)水生生態(tài)系統(tǒng)。

4、曝氣復(fù)氧法

曝氣復(fù)氧對(duì)消除水體黑臭的良好效果已被國(guó)內(nèi)一些實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)及河流曝氣中試所證實(shí)。

三、上海黑臭河道適宜的治理方法及原因

比較下來(lái)我個(gè)人認(rèn)為生物-生態(tài)技術(shù)最適合也最科學(xué)。這是因?yàn)樯虾5貐^(qū)的地理環(huán)境和歷史問(wèn)題決定的。

上海地處黃浦江的下游入長(zhǎng)江口,常年水流喘急應(yīng)該比較適合采用引水換水作業(yè),但由于一些歷史遺留下來(lái)的問(wèn)題,造成了許多內(nèi)陸河道成斷頭河,影響了河水的流動(dòng)。要想改造難度較大,時(shí)間很長(zhǎng)。特別是上海的河道富營(yíng)養(yǎng)嚴(yán)重要想通過(guò)換水來(lái)治理必然造成水資源的大量浪費(fèi),費(fèi)用高昂。

底淤疏??蓽p少積存湖內(nèi)的大量有機(jī)碳、氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),增大湖的蓄水量,是減少內(nèi)源性污染、減輕水體黑臭的有效途徑和措施。但是大規(guī)模清淤,可能會(huì)破壞湖泊原有的生物種群結(jié)構(gòu)和生境,削弱其自凈功能,對(duì)生態(tài)修復(fù)帶來(lái)負(fù)面影響。

采用化學(xué)方法主要是化學(xué)絮凝處理技術(shù),這是一種通過(guò)投加化學(xué)藥劑去除水層污染物以達(dá)到改善水質(zhì)的污水處理技術(shù)。近年來(lái),化學(xué)絮凝處理技術(shù)在強(qiáng)化城市污水一級(jí)處理的效果方面得到了越來(lái)越廣泛的研究與應(yīng)用,而隨著水體污染形勢(shì)的日趨嚴(yán)峻,對(duì)嚴(yán)重污染的水體如黑臭水體的治理,可減少積存湖內(nèi)的大量有機(jī)碳、氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),增大湖的蓄水量,是減少內(nèi)源性污染、減輕水體黑臭的有效途徑和措施??蓽p少積存湖內(nèi)的大量有機(jī)碳、氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),增大湖的蓄水量,是減少內(nèi)源性污染、減輕水體黑臭的有效途徑和措施。但是大規(guī)模清淤,可能會(huì)破壞湖泊原有的生物種群結(jié)構(gòu)和生境,削弱其自凈功能,對(duì)生態(tài)修復(fù)帶來(lái)負(fù)面影響。

曝氣復(fù)氧法對(duì)消除水體黑臭的良好效果已被國(guó)內(nèi)一些實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)及河流曝氣中試所證實(shí)。其原理是進(jìn)入水體的溶解氧與黑臭物質(zhì)(H2S,F(xiàn)eS等還原物質(zhì))之間發(fā)生了氧化還原反應(yīng)。對(duì)于長(zhǎng)期處于缺氧狀態(tài)的黑臭河流,要使水生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)到正常狀態(tài)一般需要一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程,水體曝氣復(fù)氧有助于加快這一過(guò)程。由于河道曝氣復(fù)氧具有效果好、投資與運(yùn)行費(fèi)用相對(duì)較低的特點(diǎn),已成為一些發(fā)達(dá)國(guó)家如美國(guó)、德國(guó)、法國(guó)及中等發(fā)達(dá)國(guó)家與地區(qū)如韓國(guó)、香港等在中小型污染河流污染治理經(jīng)常采用的方法。對(duì)于污染情況嚴(yán)重,污染長(zhǎng)期排入的水體需配合生物方法及生態(tài)措施,因此,可做為輔助生物―生態(tài)修復(fù)的方法之一。

曝氣復(fù)氧法在上海推廣還是有局限性的。上海是一個(gè)經(jīng)濟(jì)高度發(fā)達(dá)的城市,河道中含有較多的工業(yè)廢水,封閉的純氧曝氣池內(nèi)可燃?xì)鉂舛容^高時(shí),有產(chǎn)生爆炸的可能,純氧曝氣池周圍要設(shè)為防火區(qū),對(duì)區(qū)域要求高。其次,自控儀表多,維護(hù)保養(yǎng)工作較多,且對(duì)運(yùn)行管理人員的技術(shù)能力要求較高。封閉的純氧曝氣池內(nèi)熱量不易損失,而且沒(méi)有有效散熱的手段,因此夏季進(jìn)水溫度較高時(shí),一旦混合液的溫度升高,無(wú)法采取有效手段進(jìn)行控制。最后受氧源限制,如果沒(méi)有專業(yè)的空氣分離廠制造和供應(yīng)足量氧氣、而是依靠污水處理場(chǎng)自身制備氧氣,會(huì)導(dǎo)致純氧曝氣法的運(yùn)行成本上升、增加管理難度。

生物、生態(tài)修復(fù)技術(shù),顧名思義就是在生物治理的同時(shí)進(jìn)行生態(tài)修復(fù)。生物治理就是生物復(fù)合酶能刺激加速微生物的反應(yīng),同時(shí)它能促進(jìn)水中的大分子化合物分解成小分子化合物,同時(shí)釋放出結(jié)合氧,增強(qiáng)水體復(fù)氧功能,這些簡(jiǎn)單化合物又很容易被微生物所利用,在有機(jī)物被降解的同時(shí),又有利于微生物的多樣性,提高微生物的活性和繁殖能力,達(dá)到一種微生態(tài)平衡。生物復(fù)合酶可有效地刺激和加速自然的生物反應(yīng),激發(fā)土著微生物的活性,加速微生物的生長(zhǎng)和繁殖,同時(shí)對(duì)浮游生物和環(huán)境無(wú)害。從而可以快速有效地促進(jìn)受污染水體向良性生態(tài)系統(tǒng)演替,使得水體中的復(fù)氧得以恢復(fù),污染指標(biāo)迅速下降,水體的黑臭異味現(xiàn)象得以快速消除。它有以下一些特點(diǎn)。

特點(diǎn)1、是能高效消除黑臭恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng);以微生物實(shí)施水體生態(tài)修復(fù),重建底端生物鏈,為上行生物鏈的梯次恢復(fù)奠定基礎(chǔ),為底棲生物著床創(chuàng)造底質(zhì)條件;提高水體透明度,為水生動(dòng)物的放養(yǎng)創(chuàng)造水質(zhì)條件。通過(guò)人工控制生態(tài)環(huán)境,使水生動(dòng)植物與水環(huán)境達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。

特點(diǎn)2、標(biāo)本兼治

生物技術(shù)治理河道污染,不僅治理水體,而且治理河湖底泥。生物修復(fù)治理不僅僅是水質(zhì)的達(dá)標(biāo),最終是要通過(guò)階段性治理完全恢復(fù)河湖底泥的活性,使河湖恢復(fù)自凈能力,達(dá)到生態(tài)平衡。

特點(diǎn)3、施工簡(jiǎn)便,投資小

采用生物法治理河湖過(guò)程中使用的設(shè)備簡(jiǎn)單,不需要挖掘機(jī)等大型設(shè)備,所以施工方便,操作簡(jiǎn)單,投資規(guī)模小并且不會(huì)產(chǎn)生噪音,不影響周圍居民的正常生活;在施工過(guò)程中不需轉(zhuǎn)移底泥,即消除了污染物的轉(zhuǎn)移,同時(shí)杜絕了對(duì)環(huán)境造成的二次污染,而且在原有底泥的基礎(chǔ)上進(jìn)行治理,刺激原有土著微生物迅速生長(zhǎng)繁殖,形成種群優(yōu)勢(shì),恢復(fù)底泥的活性,達(dá)到水體長(zhǎng)期自凈的效果。經(jīng)過(guò)生物修復(fù)的底泥恢復(fù)了活性,不但不需要疏浚,而且活性底泥可以大大提高河道的自凈能力。

在生物治理的同時(shí)生態(tài)的修復(fù)也同時(shí)進(jìn)行,這就是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種新型環(huán)境生物技術(shù)。這類技術(shù)主要是利用微生物、植物等生物的生命活動(dòng),對(duì)水中污染物進(jìn)行轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)化及降解作用,從而使水體得到凈化,創(chuàng)造適宜多種生物生息繁衍的環(huán)境,重建并恢復(fù)水生生態(tài)系統(tǒng)。由于這類技術(shù)具有處理效果好、工程造價(jià)相對(duì)較低、不需耗能或低耗能、運(yùn)行成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)不向水體投放藥劑,不會(huì)形成二次污染,還可以與綠化環(huán)境及景觀改善相結(jié)合,創(chuàng)造人與自然相融合的優(yōu)美環(huán)境,因此已成為水體污染及富營(yíng)養(yǎng)化治理的主要發(fā)展方向。

生態(tài)―生物修復(fù)技術(shù)包括:微生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)技術(shù)、人工濕地技術(shù)、浮島技術(shù)、植物操控技術(shù),生態(tài)護(hù)堤技術(shù),生態(tài)復(fù)氧技術(shù)、生態(tài)清淤技術(shù)、水生動(dòng)物恢復(fù)和重建技術(shù)等。在實(shí)際工程應(yīng)用中,可按照水體污染程度,水環(huán)境現(xiàn)狀給水體功能等考慮選用不同的技術(shù)組合,以呈現(xiàn)生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益雙贏。

由于內(nèi)河治理的最終目的是河道生態(tài)系統(tǒng)功能與結(jié)構(gòu)的恢復(fù),并促使系統(tǒng)的自我維護(hù)和自我發(fā)展。因此,生物―生態(tài)修復(fù)技術(shù)被認(rèn)為是21世紀(jì)我國(guó)生態(tài)環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域最有價(jià)值和最具生命力的生物處理技術(shù)。

水體生態(tài)修復(fù)措施范文第3篇

關(guān)鍵詞:富營(yíng)養(yǎng)化;生物修復(fù);生態(tài)浮床;微生物強(qiáng)化技術(shù)

中圖分類號(hào):X52;X172文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):0439-8114(2012)04-0660-04

近年來(lái),我國(guó)農(nóng)業(yè)、工業(yè)和城鎮(zhèn)化建設(shè)加快,大量含有氮、磷元素營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的工業(yè)、生活和農(nóng)業(yè)廢水以點(diǎn)源和面源形式不斷排入河流、湖泊中,使水體中藻類大量繁殖,形成惡性循環(huán),加劇了水質(zhì)下降及富營(yíng)養(yǎng)化進(jìn)程,水體中化學(xué)耗氧量(CODcr)、總氮、總磷、氨氮等主要富營(yíng)養(yǎng)化污染指標(biāo)普遍劣于相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)1~2類[1,2]。

水體富營(yíng)養(yǎng)化后,首先危害水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè),水體透明度降低,藻類大量繁殖,水中溶解氧降低,導(dǎo)致魚(yú)、蝦、貝類大量死亡;再者,水體生態(tài)系統(tǒng)嚴(yán)重退化產(chǎn)生的過(guò)量亞硝酸鹽和硝酸鹽、藻類致病毒素對(duì)人體健康產(chǎn)生很大的威脅,水體散發(fā)的腥臭味更影響到周邊水環(huán)境和人文景觀[3,4]。所以解決城市水體富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象,恢復(fù)河流湖泊的生態(tài)和社會(huì)功能問(wèn)題,日益成為城市可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵乃至限制性因素。

1水體富營(yíng)養(yǎng)化控制的方法

消除富營(yíng)養(yǎng)化的關(guān)鍵在于削減水體中氮、磷的負(fù)荷,從而消除水體藻類瘋長(zhǎng)的基礎(chǔ),達(dá)到降低水體中藻類生物量、提高水體透明度的目的,實(shí)踐中采用多種方法進(jìn)行綜合防治。

1.1外源性營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)控制

通過(guò)減少或者截?cái)嗤獠枯斎氲臓I(yíng)養(yǎng)物質(zhì),使水體失去營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)富集的可能性。實(shí)踐證明,對(duì)工業(yè)廢水、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及生活污水的有效控制是控制水體富營(yíng)養(yǎng)化的關(guān)鍵措施之一[4]。

1.2內(nèi)源性營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)控制

外源性營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)減少后,對(duì)內(nèi)源性營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的控制是消除富營(yíng)養(yǎng)化、恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)鍵[5,6]。目前常用的方法有工程性措施、物理化學(xué)措施、生物措施等。

工程性措施如底泥疏浚、引水置換和底泥覆蓋等,存在的主要問(wèn)題是工程量巨大,成本高,因此一般僅適用于小型水體[7]。

物理化學(xué)措施如利用湖底深層曝氣、絮凝沉淀、化學(xué)藥劑殺藻等達(dá)到減氮除磷殺藻的目的,主要的問(wèn)題是短期內(nèi)使用易造成二次污染,生態(tài)系統(tǒng)不能有效恢復(fù)。

相對(duì)于傳統(tǒng)的工程、物理化學(xué)處理方法,生物措施則成本低廉、綜合效益高、不易造成二次污染,在消除富營(yíng)養(yǎng)化及生態(tài)修復(fù)方面優(yōu)勢(shì)明顯,越來(lái)越受到人們的重視,主要是利用水生生物通過(guò)代謝活動(dòng)去除水體營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、抑制藻類生長(zhǎng),研究應(yīng)用集中在水生植物修復(fù)技術(shù)[8,9]、微生物強(qiáng)化技術(shù)[10]等方面。

水生植物修復(fù)技術(shù)機(jī)理是植物和根區(qū)微生物共存,產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng),經(jīng)過(guò)植物吸收、微生物轉(zhuǎn)化、物理吸附和沉降作用,一方面對(duì)營(yíng)養(yǎng)元素的吸收凈化可有效削減營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)負(fù)荷,另一方面對(duì)浮游植物產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)抑制,同時(shí)沉水植物能夠促使懸浮或溶解在湖水中的污染物向底泥轉(zhuǎn)移,澄清和凈化水質(zhì),在生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)中起到了關(guān)鍵作用[11]。其中,人工濕地處理技術(shù)和生態(tài)浮床技術(shù)(也稱人工浮島、生物浮島)在工程實(shí)踐中應(yīng)用廣泛。人工濕地利用基質(zhì)-微生物-植物這個(gè)復(fù)合的生態(tài)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)對(duì)廢水中有害物質(zhì)的去除[12],國(guó)內(nèi)學(xué)者開(kāi)展了潛流人工濕地系統(tǒng)凈化,總氮、總磷去除等方面的研究[13,14]。而生態(tài)浮床技術(shù)利用植物在生長(zhǎng)過(guò)程中對(duì)水體中氮、磷等元素的吸收及植物根系微生物和浮床基質(zhì)對(duì)水體中懸浮物的吸附,富集水體中的有害物質(zhì),國(guó)內(nèi)外在浮床植物的篩選、浮床的機(jī)理、浮床材料應(yīng)用等方面開(kāi)展了大量研究。

微生物強(qiáng)化技術(shù)主要利用微生物作為生態(tài)系統(tǒng)中的分解者,通過(guò)氨化、硝化、反硝化作用將氮轉(zhuǎn)化成氣體,加快水體中氮的循環(huán);參與有機(jī)磷的分解作用,促進(jìn)水生植物的吸收利用,使磷元素從水體中去除。國(guó)內(nèi)學(xué)者在脫氮菌、去磷菌、復(fù)合光合細(xì)菌、有效微生物群(EM)、溶藻菌以及固定化微生物技術(shù)、微生物制劑等的應(yīng)用上做了許多研究。

2生態(tài)浮床研究動(dòng)態(tài)

生態(tài)浮床是近年來(lái)一種新型的水體生物修復(fù)方法之一,特點(diǎn)是不需要搬運(yùn)或輸送污染水體(包括底泥和岸邊受污染的土壤),直接利用水生植物、微生物對(duì)水體中氮、磷元素進(jìn)行有效吸附、轉(zhuǎn)化和降解,在受污染區(qū)域進(jìn)行原位處理,最具經(jīng)濟(jì)和技術(shù)合理性,所以運(yùn)用的也最為廣泛。

2.1浮床植物的篩選

目前已用于或可用于人工生態(tài)浮床凈化水體的植物主要有:美人蕉、蘆葦、荻、多花黑麥草、稗草、水稻、香根草、牛筋草、香蒲、葛蒲、石菖蒲、水浮蓮、鳳眼蓮、水芹菜、水蕹菜、芝麻花、燈心草等[15-22]。在提高浮床植物應(yīng)用效果的研究上,郭沛涌等[23,24]對(duì)冬春季不同植物蓋度的浮床研究發(fā)現(xiàn),在黑麥草覆蓋率為30%時(shí),系統(tǒng)對(duì)NH3-N、TN和TP的去除率都達(dá)到最高。周曉紅等[25]通過(guò)水培試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),重度刈割有利于黑麥草生物量的累積,且能有效提高系統(tǒng)對(duì)TN、TP等的去除能力。

2.2浮床的機(jī)理

林東教等[26]研究發(fā)現(xiàn),浮床凈化是一個(gè)漂浮植物、微生物、水體及植物根區(qū)生理生態(tài)特性相互作用的結(jié)果;周小平等[27]的研究表明,植物組織累積的N、P量分別占各自系統(tǒng)去除量的40.32%、63.87%,其吸收同化作用是其去除的主要途徑;浮床在一定程度上調(diào)控了受污染河道中浮游藻類群落種群結(jié)構(gòu)和生物量,明顯改變不同水層中的細(xì)菌和真菌的數(shù)量,提高了水體的自凈功能[28,29]。

2.3浮床材料

浮床材料的應(yīng)用大致經(jīng)歷了幾個(gè)階段的發(fā)展:第一階段,是植物水上種植的一種方式,材料以泡沫塑料板、竹排、椰殼、漁用網(wǎng)片、玻璃鋼等為材料,無(wú)論材料和水生植物都易造成二次污染;第二階段,重視了成本和材料兩個(gè)方面,但在耐腐蝕、牢固性及氧的傳輸功能等方面嚴(yán)重不足;現(xiàn)階段,浮床制作大多有氣體交換區(qū),提高了水體的表面復(fù)氧作用,通過(guò)水生動(dòng)物、根際微生物等來(lái)提高植物的水質(zhì)凈化能力。

2.4生態(tài)浮床應(yīng)用

國(guó)外生態(tài)浮床在城市暴雨污水、生活污水、工農(nóng)業(yè)廢水的凈化上都有應(yīng)用。我國(guó)生態(tài)浮床方面的研究從20世紀(jì)90年代初逐漸增多,在工農(nóng)業(yè)廢水以及河道、湖泊污水治理中都有應(yīng)用,如應(yīng)用于北京永定河引渠羅道莊河道、杭州南應(yīng)加河道、上海華漕楊樹(shù)灣河道、無(wú)錫五里湖工程、上海七寶寶華小區(qū)河道、上海青浦區(qū)府前河道、巢湖湖水、合肥環(huán)城河水、蘇州重污染河道、太湖五里湖示范區(qū)等,均取得了良好效果[30-33]。

3微生物強(qiáng)化修復(fù)污染水體研究進(jìn)展

3.1微生物修復(fù)污染水體

微生物作為生態(tài)系統(tǒng)中的分解者,對(duì)污染物的去除和養(yǎng)分的循環(huán)起著不可忽視的作用,已有的研究表明,通過(guò)對(duì)氮的氨化、硝化、反硝化作用,脫氮菌(主要包括硝化菌和反硝化菌)驅(qū)動(dòng)著水體中氮的生物地球化學(xué)循環(huán),其中硝化作用是指氨經(jīng)過(guò)硝化細(xì)菌氧化為亞硝酸和硝酸的過(guò)程,是脫氮中的關(guān)鍵環(huán)節(jié),但自然界中的硝化細(xì)菌是一類好氧化能自養(yǎng)的細(xì)菌,特點(diǎn)是自養(yǎng)、好氧和生長(zhǎng)速度慢,在高有機(jī)物濃度條件下很難形成優(yōu)勢(shì)菌種,嚴(yán)重影響其硝化能力,因此高效異養(yǎng)硝化菌、好氧反硝化菌、高效氨氮降解菌等新型脫氮菌群成為最新研究的熱點(diǎn)[34,35]。

磷元素對(duì)水體環(huán)境富營(yíng)養(yǎng)化程度改善和惡化的影響往往比氮元素更大,微生物參與著有機(jī)磷的分解作用,可以促進(jìn)水生植物的吸收利用,已有研究主要通過(guò)植物過(guò)濾、吸附、共沉和各種絮凝微生物絮凝沉淀作用,去除效率低下,有研究利用反硝化聚磷菌在好氧條件下攝取磷合成聚磷酸鹽而儲(chǔ)存于細(xì)胞內(nèi)來(lái)達(dá)到除磷目的,解決傳統(tǒng)利用物理絮凝作用去除磷效率低下的問(wèn)題[36]。

光合細(xì)菌、復(fù)合光合細(xì)菌可去除富營(yíng)養(yǎng)化水體的有機(jī)質(zhì)和氨氮[37];有效微生物群(EM)由篩選出的優(yōu)勢(shì)乳酸菌、酵母菌、放線菌及光合細(xì)菌等功能性菌株組成,具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值,研究表明可顯著抑制“水華”藻類生長(zhǎng),去除水體富營(yíng)養(yǎng)化[38],采用溶藻菌控制藍(lán)藻[39]。

3.2固定化微生物技術(shù)

固定化微生物技術(shù)是用化學(xué)或物理手段將游離微生物定位于限定的空間區(qū)域內(nèi),并使其保持活性、反復(fù)利用的方法,能夠提高微生物密度、穩(wěn)定性、耐毒害和抗沖擊能力等,被廣泛應(yīng)用。

在氮循環(huán)菌中,硝化菌為自養(yǎng)細(xì)菌,其生長(zhǎng)緩慢,易受外界環(huán)境影響,對(duì)低溫異常敏感,固定化硝化菌能夠提高硝化菌群濃度,增加硝化菌對(duì)溫度的抵抗力和有毒物質(zhì)的耐受性,取得較好的硝化效果[40]。如張爽等[41]采用聚乙烯醇-硼酸包埋法固定經(jīng)常溫富集培養(yǎng)的含耐冷菌的硝化污泥,處理常溫和低溫生活污水,10 ℃以下氨氮去除率可穩(wěn)定在80.00%左右。應(yīng)用固定化氮循環(huán)細(xì)菌技術(shù)(NICB)對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化水體原位修復(fù),并在鎮(zhèn)江金山湖進(jìn)行湖泊水體氮污染凈化實(shí)踐,結(jié)果表明,總氮和氨氮去除效果明顯[42,43]。常會(huì)慶等[44]用伊樂(lè)藻和固定化細(xì)菌共同作用研究表明,對(duì)水體中的幾種形式的氮素都有不同程度的降低作用。蔡昌鳳等[45]在傳統(tǒng)的PVA固定化方法中加入麥秸粉末,混合固定硝化細(xì)菌和反硝化細(xì)菌,對(duì)厭氧酸化后的焦化廢水進(jìn)行脫氮,經(jīng)過(guò)12 h的曝氣處理后,氨氮濃度去除率高達(dá)94.30%,COD去除率為63.15%。

固定化技術(shù)除磷研究主要是利用固定化聚磷菌除磷,采用固定化技術(shù),可以提供厭氧和好氧交替的環(huán)境,使聚磷菌成為優(yōu)勢(shì)菌群,達(dá)到除磷的目的[46]。

3.3微生物制劑修復(fù)富營(yíng)養(yǎng)化

近些年興起的微生物制劑作為以改善環(huán)境狀況和強(qiáng)化處理系統(tǒng)穩(wěn)定、高效為目標(biāo),通過(guò)菌群構(gòu)建等科學(xué)方法得到的具有特殊功能的生物制品[47],在水體修復(fù)領(lǐng)域已得到廣泛應(yīng)用。如美國(guó)Alken-Murry公司開(kāi)發(fā)的系列微生物制劑Clear-Flo,除了用于修復(fù)污染河流外,也用于修復(fù)富營(yíng)養(yǎng)化的湖泊,在國(guó)內(nèi)也有應(yīng)用[48]。美國(guó)生態(tài)實(shí)驗(yàn)室研發(fā)的液可清是一種由32種專性活菌構(gòu)成的混合微生物制劑,已獲得美國(guó)環(huán)保局、衛(wèi)生部和農(nóng)業(yè)部的認(rèn)證,在我國(guó)云南昆明城市西南部西壩河進(jìn)行的水體修復(fù)中有應(yīng)用,3周后,修復(fù)河段內(nèi)的BOD5、總氮、總磷和濁度分別有不同程度的下降[49]。

在富營(yíng)養(yǎng)化水體的生物修復(fù)中,以植物-微生物為基礎(chǔ)的原位生物修復(fù)體系不但可以降低水體中的營(yíng)養(yǎng)鹽水平;而且還可同步實(shí)現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的改善與經(jīng)濟(jì)效益的獲得,被越來(lái)越多地應(yīng)用于實(shí)踐中。

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水體生態(tài)修復(fù)措施范文第4篇

1清淤工程

庫(kù)底泥沙淤積較多時(shí),大量的農(nóng)田氮、磷和工業(yè)重金屬等污染物被底泥吸附,并長(zhǎng)期淤積在水庫(kù)底部,致使水生態(tài)平衡遭受破壞,魚(yú)蝦等水生生物種類逐步減少,對(duì)水體原有功能影響較大,必須采取有效的清淤措施。水庫(kù)泥沙淤積量的計(jì)算,常見(jiàn)的方法有斷面法、地形法、輸沙平衡法、基于GIS的DTM法和泰森多邊形法等。本文根據(jù)水庫(kù)建成初期各特征水位和相應(yīng)特征庫(kù)容資料,擬合得到水庫(kù)原始水位庫(kù)容曲線;再通過(guò)對(duì)比2011年實(shí)測(cè)水庫(kù)庫(kù)容曲線和擬合得到的原始庫(kù)容曲線,推算得到水庫(kù)泥沙總淤積量和各高程區(qū)間的淤積量。通過(guò)計(jì)算,東風(fēng)水庫(kù)泥沙淤積總量約為97.7萬(wàn)m3,若清除整體淤泥,清淤工程量較大難以實(shí)施,且通過(guò)分析推算得到的淤泥分布可知,絕大部分淤泥位于水庫(kù)防汛限制水位以下,其淤積對(duì)水庫(kù)的防洪效益幾無(wú)影響。水庫(kù)的泥沙淤積物可分為表層淤積物和底層淤積物,可先清除污染相對(duì)較重的主庫(kù)區(qū)表層淤積物及其他庫(kù)區(qū)所有淤積物。經(jīng)推算,清淤量約為35.42萬(wàn)m3。因清淤工程量較大,采用分期清淤的方法,先清除污染物含量較高且對(duì)水體影響較大的淤泥,再分步清除其他淤泥,清出的淤泥通過(guò)管道輸送至庫(kù)尾的堆淤庫(kù)。待淤泥固化后,運(yùn)輸至指定區(qū)域堆放壓實(shí),并在其表面栽植草皮,防止淤泥對(duì)水庫(kù)造成二次污染。

2截污工程

截污是水庫(kù)水環(huán)境治理的主要措施,通過(guò)截污,可以減少點(diǎn)源污染。只有截?cái)辔廴驹床拍軓母旧戏乐蛊鋵?duì)水質(zhì)的破壞,為后期的水環(huán)境治理和水體修復(fù)打下基礎(chǔ)。對(duì)排污口排放的污染物,結(jié)合當(dāng)?shù)噩F(xiàn)有和規(guī)劃的市政排污管網(wǎng),針對(duì)水庫(kù)不同區(qū)域,制定不同的截污方案。根據(jù)市政管網(wǎng)規(guī)劃圖,將水庫(kù)周邊排污口分成3個(gè)不同區(qū)域,每個(gè)區(qū)域的排污口通過(guò)支管網(wǎng)就近接入市政管網(wǎng),最終分別排往西北污水處理廠、松崗污水處理廠和官窯污水處理廠。

3蓄洪換水

東風(fēng)水庫(kù)地處亞熱帶地區(qū),多年平均降水量為1489.3mm,雨量充沛,東風(fēng)水庫(kù)每年出庫(kù)水量約為567.3萬(wàn)m3,接近水庫(kù)興利庫(kù)容,這部分水體對(duì)水庫(kù)水質(zhì)有一定的稀釋凈化作用。蓄洪換水可通過(guò)水庫(kù)的納洪換水來(lái)實(shí)現(xiàn)。東風(fēng)水庫(kù)來(lái)水豐富,水庫(kù)運(yùn)行中存在部分棄水,若能有效用這些棄水,根據(jù)水文預(yù)報(bào)在暴雨洪水來(lái)臨之前,在滿足水庫(kù)灌溉、供水的前提下,調(diào)節(jié)水庫(kù)使其低水位運(yùn)行,實(shí)施納洪蓄水,即可達(dá)到交換水體、改善水質(zhì)的目的。

4水土保持工程

東風(fēng)水庫(kù)雨季集中在4~9月,夏季降水不均,旱澇無(wú)定。這種氣候條件極易誘發(fā)庫(kù)岸滑坡、崩崗、山泥傾瀉等局部水土流失事件,山泥最終流入水庫(kù),造成淤積,影響水庫(kù)水質(zhì)。對(duì)即將入庫(kù)的徑流,可采取修建生態(tài)護(hù)坡等水土保持工程削減污染物入庫(kù)量。根據(jù)水庫(kù)集雨范圍內(nèi)耕地的不同坡度及土層情況,可采取退耕還林、修建梯田、整治坡面等方法進(jìn)行治理;對(duì)輕、中度水土流失的疏林地,以封山育林為主,可采取全封、輪封等形式;對(duì)水土流失嚴(yán)重的疏林地,需進(jìn)行育苗補(bǔ)植、修枝疏伐、擇優(yōu)選育,以促進(jìn)林木生長(zhǎng),加快植被恢復(fù);荒草地宜進(jìn)行造林。根據(jù)地表面和土壤地質(zhì)條件的不同,采取移栽培育、掛網(wǎng)移栽、噴錨土壤栽植等方法恢復(fù)坡面植被。

5生態(tài)修復(fù)工程

生態(tài)修復(fù)是東風(fēng)水庫(kù)水環(huán)境治理的主要工程措施,生態(tài)修復(fù)方法主要有人工濕地、生態(tài)護(hù)岸、生物浮島等,具有效果好、造價(jià)低、耗能低、運(yùn)行成本低等優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)東風(fēng)水庫(kù)的水環(huán)境現(xiàn)狀及地形條件,將庫(kù)區(qū)劃分為5個(gè)修復(fù)區(qū),每個(gè)修復(fù)區(qū)種植不同的水生植物并采用不同的修復(fù)方法。目前,用于修復(fù)水生態(tài)的水生植物越來(lái)越多,常見(jiàn)的有蘆葦、美人蕉、水芹菜、睡蓮、香蒲、再力花、水雍菜(空心菜)等植物,且針對(duì)各類植物對(duì)不同污染物的吸收能力的研究較多。在水生植物的選取中,首先考慮其削減污染物的能力和當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件;其次,生態(tài)修復(fù)工程仍需較大投入,不同的修復(fù)措施、不同水生植物的種植管理投入差異較大;在滿足前述條件前提下,盡可能種植一些觀賞性較好或具有一定經(jīng)濟(jì)價(jià)值的植物。經(jīng)分析比較,初步擬定水生植物為蘆葦、美人蕉、再力花、水芹菜和空心菜5種主要植物,而在具體實(shí)施中可適當(dāng)添加其他植物。通過(guò)計(jì)算,為達(dá)到既定目標(biāo),需要種植蘆葦、美人蕉、再力花、水芹菜和空心菜分別為7000m2、14000m2、7000m2、5000m2。水生植物在生長(zhǎng)期間吸收氮磷,對(duì)凈化水庫(kù)水質(zhì)具有較強(qiáng)效果,但水生植物一般都會(huì)死亡,其在死亡腐爛后分解耗氧,造成氨氮、高錳酸鹽指數(shù)升高、溶解氧降低,同時(shí)吸收的氮磷營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)被重新釋放。因此,在水生植物死亡腐爛前,應(yīng)進(jìn)行及時(shí)有效的收割打撈并帶出庫(kù)外,力求杜絕二次污染,以達(dá)到削減污染物、改善水質(zhì)的目的。通過(guò)采取清淤工程、截污工程、蓄洪換水工程、水土保持工程、生態(tài)修復(fù)工程等工程措施,可以達(dá)到較好的水庫(kù)治理效果。經(jīng)計(jì)算,可得各工程措施所削減的污染物量,求得剩余污染量,理論上能夠在2020年使東風(fēng)水庫(kù)水質(zhì)達(dá)到II類標(biāo)準(zhǔn),詳見(jiàn)表4。

非工程性措施

1加強(qiáng)水庫(kù)水體監(jiān)測(cè)能力建設(shè)

東風(fēng)水庫(kù)現(xiàn)有的監(jiān)測(cè)資料存在監(jiān)測(cè)頻率較低、測(cè)點(diǎn)范圍較窄等不足,其水質(zhì)監(jiān)測(cè)能力已無(wú)法滿足信息日益增長(zhǎng)的需要。為了全面掌握水體的水質(zhì)狀況和變化動(dòng)態(tài),需要以現(xiàn)有的測(cè)點(diǎn)為基礎(chǔ),增加測(cè)點(diǎn)數(shù)量并不斷進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。根據(jù)水庫(kù)的實(shí)際情況,依據(jù)相關(guān)規(guī)劃的具體要求,建議建設(shè)1座自動(dòng)化水質(zhì)監(jiān)測(cè)站,及時(shí)掌握水庫(kù)各區(qū)域水質(zhì)狀況,以保障用水安全和生態(tài)平衡。

2劃定水庫(kù)水資源保護(hù)范圍

水庫(kù)水資源保護(hù)范圍按照下列標(biāo)準(zhǔn)在水庫(kù)管理范圍邊界外延劃定:工程區(qū)、生產(chǎn)區(qū)的主體建筑物200m;庫(kù)區(qū)主副壩壩址上游壩頂高程線或者土地征用線以上至第一道分水嶺脊之間的土地。作為生活飲用水源的水庫(kù),其保護(hù)區(qū)的劃分方法參照《飲用水水源保護(hù)區(qū)劃分技術(shù)規(guī)范》。水庫(kù)保護(hù)范圍的具體界線劃定后,市、區(qū)環(huán)保部門應(yīng)當(dāng)設(shè)立界樁和警示牌,任何單位和個(gè)人不得移動(dòng)或者損毀界標(biāo)和警示標(biāo)志。

3控制水庫(kù)周邊養(yǎng)殖

目前,東風(fēng)水庫(kù)庫(kù)區(qū)和周邊有大量的水產(chǎn)和畜禽養(yǎng)殖,且其排泄物隨便堆放,畜禽排泄物含有大量氮磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和細(xì)菌,對(duì)水庫(kù)水質(zhì)影響較大。對(duì)占用水庫(kù)用地的養(yǎng)殖場(chǎng)應(yīng)予以搬遷取締,對(duì)庫(kù)區(qū)外的養(yǎng)殖場(chǎng),要嚴(yán)格控制未達(dá)標(biāo)的污染物排放,未達(dá)標(biāo)的排泄物必須經(jīng)過(guò)處理,達(dá)標(biāo)后方能允許排放,以盡量減少污染物入庫(kù)量。

結(jié)語(yǔ)

1)由于長(zhǎng)期的工業(yè)廢水和生活污水排入,以及農(nóng)業(yè)種植帶來(lái)的農(nóng)藥化肥污染和養(yǎng)殖業(yè)的排泄污染,導(dǎo)致東風(fēng)水庫(kù)污染較重,水質(zhì)較差,尤其是庫(kù)尾的水質(zhì)已嚴(yán)重惡化,開(kāi)展水庫(kù)水環(huán)境治理迫在眉睫。

2)通過(guò)對(duì)東風(fēng)水庫(kù)水環(huán)境狀況的分析,結(jié)合對(duì)污染物來(lái)源的調(diào)查,提出包括水庫(kù)清淤、截污工程、蓄洪換水、水土保持、生態(tài)修復(fù)等水環(huán)境治理的工程措施。

水體生態(tài)修復(fù)措施范文第5篇

關(guān)鍵詞:生物 生態(tài) 修復(fù)技術(shù) 內(nèi)涵 外延 應(yīng)用

1 概念、定義及主要特點(diǎn)

何謂“生物-生態(tài)修復(fù)”,它的內(nèi)涵和外延應(yīng)該如何確定,以及不同技術(shù)措施的作用、效果和聯(lián)系如何,等等?;卮疬@些問(wèn)題對(duì)推進(jìn)和實(shí)施河流生物-生態(tài)修復(fù)工作具有重要意義。

1.1 河流生物修復(fù)

生物——系指有生命的物體。一般指動(dòng)物、植物和微生物。有時(shí)專指微生物,如生物制劑、生物制品等等。污水生物處理和河流生物修復(fù)中的“生物”,一般專指“微生物”,不包括“植物”和“動(dòng)物”。廣義的生物修復(fù)也包括“動(dòng)物”和“植物”修復(fù)。

生物修復(fù)——是指利用微生物的生命代謝活動(dòng)減少存于環(huán)境中有毒有害物質(zhì)的濃度或使其完全無(wú)害化,使污染了的環(huán)境能部分或完全恢復(fù)到原始狀態(tài)的過(guò)程。它包括:①污染土壤的生物修復(fù);②污染河流的生物修復(fù);③污染湖泊的生物修復(fù);④污染地下水的生物修復(fù);⑤污染海洋的生物修復(fù);⑥污染大氣的生物修復(fù);⑦固體廢物污染的生物修復(fù)等。

河流生物修復(fù)——是指用微生物或微生物菌群來(lái)降解河流水體中的有機(jī)物或有毒有害物質(zhì),如COD、BOD5、有機(jī)氮或氨氮、石油類、揮發(fā)酚等,或使這類物質(zhì)變成無(wú)毒的、無(wú)害的,如二氧化碳、氮?dú)饣蛩?,從而使河流水質(zhì)得到改善,河流生態(tài)得到恢復(fù)或修復(fù)。生物修復(fù)已成功應(yīng)用于土壤、地下水、河道和近海洋面的污染治理。

河流生物修復(fù)工程——是指利用生物修復(fù)技術(shù)在河道內(nèi)或河道傍側(cè)修建或?qū)嵤┑闹荚诟纳坪恿魉|(zhì)、治理河流污染的工程或非工程的技術(shù)手段。它包括:河道或水庫(kù)內(nèi),以及壩、陂前的增氧曝氣工程,用于改善或處理河流水質(zhì)的河流傍側(cè)工程、河流底部工程,以及直接向河道內(nèi)投放特種、高效菌種或利用特種、高效菌種直接凈化河流水質(zhì)的工程技術(shù)等。

1.2 河流生態(tài)修復(fù)

生態(tài)——指生物在一定自然環(huán)境下生存和發(fā)展的狀態(tài),也指生物的生理特性和生活習(xí)性。此概念下的“生物”,一般不包含“微生物”。

生態(tài)修復(fù)——是指利用生態(tài)工程學(xué)或生態(tài)平衡、物質(zhì)循環(huán)的原理和技術(shù)方法或手段,對(duì)受污染或受破壞、受脅迫環(huán)境下的生物(包括生物群體,下同)生存和發(fā)展?fàn)顟B(tài)的改善、改良或恢復(fù)、重現(xiàn)。其中包含對(duì)生物生存物理、化學(xué)環(huán)境的改善和對(duì)生物生存“鄰里”、食物鏈環(huán)境的改善等。

河流生態(tài)修復(fù)措施主要包含:①工程措施。如:生態(tài)河道、生態(tài)堤岸、人工濕地和人工產(chǎn)卵場(chǎng)、越冬場(chǎng)、育幼場(chǎng)、回游通道,以及河道內(nèi)增氧曝氣等等;②生物措施。如:植物生態(tài)修復(fù)措施,動(dòng)物生態(tài)修復(fù)措施,生物增殖、放流技術(shù)等;③綜合措施。如:微生物修復(fù)與植物、動(dòng)物修復(fù)的結(jié)合,微生物修復(fù)與生態(tài)河道、生態(tài)堤岸的結(jié)合,生態(tài)、生物修復(fù)與保育、管理措施的結(jié)合,河道內(nèi)生態(tài)修復(fù)與河道外濕地修復(fù)的結(jié)合,陸地水土保持、生態(tài)修復(fù)與河流生態(tài)修復(fù)的結(jié)合,等等。

1.3 河流生物修復(fù)與河流生態(tài)修復(fù)的異同

目標(biāo)和對(duì)象不同:河流生物修復(fù)的對(duì)象是水質(zhì);目標(biāo)是改善河流水生生物生存、生活和繁衍、發(fā)展的水質(zhì)條件。河流生態(tài)修復(fù)的對(duì)象是水生生物生存和發(fā)展的整個(gè)環(huán)境,包括水量、水質(zhì)、水位、流速、水深、水溫、水面寬度,漲水、落水時(shí)間,以及產(chǎn)卵場(chǎng)、越冬場(chǎng)、育肥場(chǎng)、回游通道的修復(fù)或恢復(fù)等等;目標(biāo)是為水生生物或特有的生物種群提供良好的生和發(fā)展環(huán)境。

所采用的技術(shù)和手段不同:生物修復(fù)的技術(shù)核心是微生物及微生物使用和利用等。生態(tài)修復(fù)的核心技術(shù)是生態(tài)工程學(xué)和生物、生命科學(xué)等。

兩者的共同點(diǎn)和不同點(diǎn):生態(tài)修復(fù)可以包含生物修復(fù),生物修復(fù)可以是生態(tài)修復(fù)的一個(gè)部分或一項(xiàng)主要內(nèi)容;兩者的共同點(diǎn)或共同目標(biāo)都是改善或改良生物的生存和發(fā)展環(huán)境。不同點(diǎn)是:生物修復(fù)是針對(duì)水體污染的修復(fù),生態(tài)修復(fù)是針對(duì)水生生物及其生存環(huán)境的整體修復(fù)。

對(duì)于污染嚴(yán)重,并有產(chǎn)卵場(chǎng)、育幼場(chǎng)、越冬場(chǎng)或回游通道損傷及破壞的河流,一般應(yīng)首先采取生物修復(fù)技術(shù)恢復(fù)河流水質(zhì),然后采取生態(tài)修復(fù)措施恢復(fù)河流生物棲息地和回游通道等。

1.4 河流生物修復(fù)工程與城鎮(zhèn)污水處理廠的異同

相同點(diǎn)和不同點(diǎn):河流生物修復(fù)是利用微生物凈化污水的特點(diǎn)和規(guī)律,對(duì)受污染水體(河流)進(jìn)行凈化處理的技術(shù);城鎮(zhèn)污水處理廠是利用微生物凈化污水的特點(diǎn)和規(guī)律,對(duì)用管道收集到的社區(qū)污水進(jìn)行凈化處理的技術(shù)。城鎮(zhèn)污水處理廠的出水可排入河流,也可用作市政回用、沖廁、農(nóng)灌等等;河流生物修復(fù)工程處理過(guò)的河水一般必須重新流入河道。兩者的相同點(diǎn)是技術(shù)內(nèi)涵完全一致,不同點(diǎn)是工作對(duì)象的來(lái)源和工作成果的服務(wù)對(duì)象。

由于污水處理廠工程和生物修復(fù)工程所處理或針對(duì)的水源不同和處理后的水量所服務(wù)對(duì)象不同,從而導(dǎo)致了污水處理廠工程與河流生態(tài)修復(fù)工程在建設(shè)地點(diǎn)、規(guī)模、工藝流程、產(chǎn)品形態(tài)、表現(xiàn)形式等諸多方面的差別。一般情況下,城市污水處理廠的進(jìn)水污染物濃度高、變化小,河流生物修復(fù)工程所針對(duì)的河水濃度相對(duì)較低、變幅很大;在水量方面,河流生物修復(fù)工程面臨的變化更大。因而,在工藝設(shè)計(jì)中,一般要求河流生物修復(fù)工程具有更強(qiáng)的耐沖擊能力和防堵塞能力等。

1.5 河流生物修復(fù)與河湖污染直接凈化和“就地生物處理”的異同

除了河流生物-生態(tài)修復(fù)之外,河湖污染直接凈化、“就地生物處理”等詞語(yǔ)也經(jīng)常被有關(guān)專家推崇和一些學(xué)者“炒作”。筆者認(rèn)為:河湖污染生物修復(fù)工程技術(shù)與河湖污染生物直接凈化工程技術(shù)、河湖污染“就地生物處理”工程技術(shù),在內(nèi)涵和外延方面沒(méi)有明顯的區(qū)別,其實(shí)質(zhì)都是利用生物處理技術(shù)就地治理河湖水質(zhì)污染,其表現(xiàn)形式也是相互包含或完全一致的。

1.6 河流生態(tài)修復(fù)與傳統(tǒng)河流整治工程的異同

河流生態(tài)修復(fù)工程的目標(biāo)是:修復(fù)或恢復(fù)受到污染、破壞或工程脅迫的水生生物的生存和繁衍的物理、化學(xué)和水文環(huán)境,及其“鄰里”依存和食物鏈的關(guān)系。傳統(tǒng)河流整治工程的目標(biāo)是:防治洪水決堤、漫溢和確保人類社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和生命財(cái)產(chǎn)安全;或者是保證河流的航運(yùn)能力等經(jīng)濟(jì)功能。兩者的直接目的和目標(biāo)雖然相差甚遠(yuǎn),但其工作的對(duì)象卻完全一致,即都是將工程的措施作用于河流或河道。因而兩者的設(shè)計(jì)和實(shí)施過(guò)程,必然會(huì)存在著諸多的不同、對(duì)立和矛盾。這種對(duì)立和矛盾必須通過(guò)目標(biāo)分析和不同學(xué)科人員之間的溝通、協(xié)調(diào)和共同努力進(jìn)行解決。因?yàn)閮烧叩淖罱K目標(biāo)都是為了人類自己。

為此,從20世紀(jì)70年代開(kāi)始,發(fā)達(dá)國(guó)家科技界和工程界針對(duì)水利工程對(duì)河流生態(tài)系統(tǒng)的負(fù)面影響,開(kāi)發(fā)研究了河流生態(tài)恢復(fù)的理論和技術(shù)。從而,確立了解決這種矛盾和對(duì)立的基本方法和規(guī)則。河流生態(tài)工程在德國(guó)稱為“河流生態(tài)自然工程”,日本稱為“多自然型建設(shè)工法”,美國(guó)稱為“自然河道設(shè)計(jì)技術(shù)”。與之相應(yīng),一些發(fā)達(dá)國(guó)家在河道整治工程和堤防工程設(shè)計(jì)、施工規(guī)范中增加了河流生態(tài)建設(shè)的內(nèi)容,或者頒布了專門的河流生態(tài)工程設(shè)計(jì)導(dǎo)則。依據(jù)這些導(dǎo)則和方法,河道水利工程在滿足防洪、防災(zāi)和經(jīng)濟(jì)目標(biāo)的同時(shí),可以兼顧河流生態(tài)修復(fù)和恢復(fù)需求。 2 不同技術(shù)措施的適應(yīng)性評(píng)價(jià)及其合理使用

2.1 對(duì)受污染河流的適應(yīng)性

河流污染治理一般應(yīng)從源頭做起。但源頭治理能力也是有限的。以深圳河(含深圳灣,下同)的污染治理為例,截止2003年底,該流域已建污水處理廠四座,設(shè)計(jì)污水處理能力為142萬(wàn)m3/d,比當(dāng)年實(shí)際污水排放量125萬(wàn)m3/d高 16.6%。然而,深圳河水質(zhì)依然黑臭,常年處于劣Ⅴ類的狀態(tài)。通過(guò)分析認(rèn)為:污水截流不徹底和深圳河納污能力過(guò)小是主要原因,除此之外,還有城市面源和部分城區(qū)尚未截流等原因。一般認(rèn)為,對(duì)于類似深圳市自然環(huán)境和社區(qū)經(jīng)濟(jì)布局的城市,污水截流管網(wǎng)健全,城市污水截流率可以達(dá)到90%,最高很難超過(guò)95%。深圳市河流枯水期的污水量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于徑流水量,有10%的未截流污水,加上面源污染等因素,河流依然黑臭,應(yīng)該是在情理之中的。除此之外,還有城市污水管網(wǎng)收集不到的邊緣村鎮(zhèn)污水,以及城市污水處理廠對(duì)氨氮、總氮、總磷的去處能力十分有限等,也是需要實(shí)施河流污染生物-生態(tài)修復(fù)的主要原因。

河流污染生物-生態(tài)修復(fù)與城市污水處理廠相比,主要優(yōu)點(diǎn)在于:①不需要占用城區(qū)土地或優(yōu)質(zhì)耕地;②不需要高于城市污水廠投資數(shù)倍的管道網(wǎng)絡(luò)及其維護(hù);③距城市居民區(qū)一般相對(duì)較遠(yuǎn),不擾民或者較少擾民等。然而,河流污染生物-生態(tài)修復(fù)在治理污染方面,僅僅是對(duì)城市污水處理廠的補(bǔ)充,而不能代替城市污水處理廠。因?yàn)榇罅?、高濃度城市污水采用污水處理廠治理比采用河流生物-生態(tài)修復(fù)治理經(jīng)濟(jì)的多。

在河流生物-生態(tài)修復(fù)措施中,對(duì)于污染相對(duì)嚴(yán)重的河流,使用生物(微生物)修復(fù)比生態(tài)修復(fù)工程措施要優(yōu)越得多。在生物修復(fù)工程中,河底工程和河道傍側(cè)工程一般有微生物固定化的措施,比采用沒(méi)有微生物固定化措施的河中曝氣或直接投加微生物的效果好得多。在使用的微生物菌種方面,使用有針對(duì)性的高科技微生物菌種,比使用自然微生物菌種的效果好得多。

2.2 對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化水體的適應(yīng)性

湖泊、水庫(kù)和河口、海灣、近海的富營(yíng)養(yǎng)化,是人類社會(huì)的一個(gè)難題。城市污水處理廠和河流生物修復(fù)的辦法,對(duì)有機(jī)污染物的治理效果十分顯著,但當(dāng)有機(jī)物被氧化、分解和揮發(fā)、無(wú)害化之后,總是仍有相當(dāng)部分已經(jīng)無(wú)機(jī)化的氮、磷營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)不能得到去除。對(duì)于無(wú)機(jī)磷污染物,采用化學(xué)的辦法基本可以得到有效;對(duì)于無(wú)機(jī)氮污染物,目前還沒(méi)有比較好的處理方法。這些營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入湖泊、水庫(kù)、河口、海灣、近海等緩流水體后,在適宜的環(huán)境條件下,會(huì)使水體中某些藻類或植物瘋長(zhǎng),產(chǎn)生水華、赤潮和富營(yíng)養(yǎng)化,從而導(dǎo)致嚴(yán)重的生態(tài)災(zāi)難和水生生物死亡,以及造成湖泊水面萎縮、甚至消失等。

氮、磷元素是植物生長(zhǎng)必需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。因而,治理氮、磷最好辦法是植物生態(tài)處理或植物生態(tài)修復(fù)。對(duì)于城市而言,土地是制約植物生態(tài)處理和修復(fù)的重要因素。充分利用河灘、湖灘、海灘、海灣及其它濕地,以及荒地、林地、草地等治理氮、磷污染是重要的。對(duì)專門用于治理氮、磷污染的濕地而言,在海灘、海灣、河口和淺海,以紅樹(shù)林和海帶植物比較好;對(duì)陸域濕地,以蘆葦、茭草、蒲草、茭白等植物比較好。對(duì)河、湖、水庫(kù)、海灣、海岸進(jìn)行生態(tài)修復(fù),必須滿足防洪、防潮和景觀等要求。

2.3 對(duì)水利工程脅迫的適應(yīng)性

水利工程對(duì)河流生態(tài)的脅迫主要表現(xiàn)在兩方面:一是河道、航道整治使自然河流渠道化,從而破壞水生生物的產(chǎn)卵場(chǎng)、棲息地和河流形態(tài)的多樣化,以及減弱河流的自然凈化能力和破壞岸邊生態(tài)系統(tǒng);二是水壩建設(shè)使自然河流非連續(xù)化,從而淹沒(méi)生物產(chǎn)卵場(chǎng)、棲息地和阻斷魚(yú)類的回游通道,以及降低河流的自然凈化能力和破壞河流形態(tài)的多樣性等等。對(duì)此,可采用河道、河型多樣化的生態(tài)修復(fù)措施,設(shè)置人工產(chǎn)卵床,建設(shè)人工產(chǎn)卵場(chǎng)、棲息地和回游通道,以及人工放流等措施緩解。水利工程對(duì)河流生態(tài)的脅迫主要是生物生境和生態(tài)條件的改變,因而,修復(fù)的措施以河流生態(tài)水工學(xué)和水生生物增殖、放流措施為主。

3 河流生物修復(fù)的技術(shù)類型及其應(yīng)用

3.1 河道底部生物處理修復(fù)工程

以深圳市大沙河河底式生物處理工程為例。該工程坐落在深圳市南山區(qū)大沙河大學(xué)城河段,設(shè)計(jì)污水處理能為4000m3/d,設(shè)計(jì)水流停留時(shí)間4.8h。采用的處理技術(shù)為日本 “自然循環(huán)方式水處理系統(tǒng)技術(shù)”。該技術(shù)的創(chuàng)新特點(diǎn)是利用自然土壤和水田對(duì)污水凈化的原理,不使用任何化學(xué)藥品,通過(guò)使用石頭、木炭、塑料球以及經(jīng)過(guò)特殊加工的木炭(生物炭),作為凈化過(guò)濾材料達(dá)到綜合凈化污水的目的。

該工程的主要設(shè)施由6個(gè)單元組成,分別為污泥儲(chǔ)存單元、水量分流單元、接觸沉淀單元、接觸曝氣單元1、接觸曝氣單元2和出水整理脫色脫臭單元等。通過(guò)這幾個(gè)單元的組合,可以高度去除污水中的BOD、COD、SS和LAS(陰離子界面活性物質(zhì)),同時(shí),也能有效去除氨態(tài)氮。處理效果見(jiàn)表1。 3.2 河道傍側(cè)生物處理修復(fù)工程

北京二道河傍側(cè)生物處理與修復(fù)工程。該工程坐落在北京市順義區(qū)首都機(jī)場(chǎng)附近,設(shè)計(jì)日處理污水量1.7萬(wàn)m3/d,采用的處理技術(shù)為固定化高效微生物—曝氣生物濾池(簡(jiǎn)稱I-BAF)。該工程屬實(shí)驗(yàn)工程,僅有一個(gè)長(zhǎng)100m、寬6m、有效水深5.5m的長(zhǎng)條形曝氣生物濾池,有效池容3300m3,停留時(shí)間4.7h。濾池內(nèi)填裝網(wǎng)狀懸浮大孔載體,載體高度3.2m。工程的前處理部分僅有一個(gè)格柵和一個(gè)用堆石壩攔截污水形成的回水區(qū),依次起到穩(wěn)定取水和沉淀泥沙的目的。處理效果見(jiàn)表2。

另外,日本江戶川支流坂川古崎凈化場(chǎng),韓國(guó)漢江支流良才川水質(zhì)凈化廠等河道傍側(cè)工程的處理效果也很好。

3.3 河道內(nèi)曝氣和高效微生物處理修復(fù)工程

河道水體人工曝氣復(fù)氧是一種有效的河流生物-生態(tài)修復(fù)技術(shù)。20世紀(jì)60年代起,國(guó)外已有不少國(guó)家應(yīng)用人工曝氣復(fù)氧改善河流水質(zhì)和生態(tài)環(huán)境。如,德國(guó)的魯爾河、萊茵河,英國(guó)的泰晤士河、特倫物河,美國(guó)的??怂购?、佛博河及威斯康星河等,均有成功的工程范例。在國(guó)內(nèi),上海環(huán)境科學(xué)研究院對(duì)蘇州河水體進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)室研究,結(jié)果表明,即使黑臭程度高的河水,在有氧條件下20小時(shí)后臭味也可基本去除,水體顏色明顯改觀,COD、BOD濃度大幅下降。

微生物作為河流生物修復(fù)技術(shù)的核心,國(guó)外的開(kāi)發(fā)研究很多。美國(guó)、英國(guó)、加拿大、日本、巴西等國(guó)家,已有上百種商品化的微生物制劑可供選用。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,在處理特種廢水方面,高效微生物比普通微生物高幾倍到十幾倍,而且還能夠處理普通生物法不能處理的廢水。在城市污水方面,使用高效微生物除具有良好的COD、BOD5去除效果外,還具有良好的脫氮除鱗效果。將高效微生物直接用于河流水質(zhì)修復(fù),成本較高,容易造成流失和浪費(fèi),目前國(guó)內(nèi)使用的不多。但通過(guò)微生物固定化技術(shù)或生物濾池技術(shù),使用高效為生物的實(shí)例國(guó)內(nèi)已有許多。

4 河流生態(tài)修復(fù)的技術(shù)類型及其應(yīng)用

4.1 山區(qū)河流的生態(tài)修復(fù)

山區(qū)河流比降大、水流急,寬深比小,來(lái)沙量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于挾沙量,河床往往有大石塊和不均勻的麻砂組成。經(jīng)過(guò)自然發(fā)育后,往往形成階梯—深潭結(jié)構(gòu)的河道形態(tài)。階梯-深潭結(jié)構(gòu)穩(wěn)定了河床,從而穩(wěn)定了岸坡,在一定的溫度和降雨條件下兩岸有發(fā)育良好的植被,河流底棲動(dòng)物密度比鄰近的具有同樣氣候水文條件但不發(fā)育階梯-深潭結(jié)構(gòu)的河流高出1000多倍,生物多樣性指數(shù)也大得多。這是由于階梯-深潭創(chuàng)造了多樣性的生物棲息地的緣故。

目前,德國(guó)、日本和我國(guó)的臺(tái)灣等,都在模擬使用階梯-深潭結(jié)構(gòu)治理山區(qū)河流和修復(fù)河流生態(tài)。 4.2 生態(tài)護(hù)岸工程

生態(tài)護(hù)岸的目的在于為野生動(dòng)物提供棲息地和隱蔽場(chǎng)所,保障自然環(huán)境和人居環(huán)境的和諧統(tǒng)一,對(duì)河岸進(jìn)行加固,防治河道淤積、侵蝕和下切等。生態(tài)護(hù)岸材料主要有:石頭、木材、多孔混凝土構(gòu)件和自然材質(zhì)制成的柔性結(jié)構(gòu)等等。在設(shè)計(jì)新材料護(hù)岸時(shí),應(yīng)確保水流作用下的結(jié)構(gòu)安全,選擇能夠適應(yīng)河流長(zhǎng)期演變的結(jié)構(gòu)形式,與河灘地和丁壩組合在一起保護(hù)護(hù)岸穩(wěn)定。

我國(guó)深圳市已建人工濕地生態(tài)修復(fù)與處理工程數(shù)座,對(duì)COD的去除率一般可達(dá)70%~80%,對(duì)氨氮的去除率一般可達(dá)50%~60%。每1m3/d處理能力的占地面積大約為3m2。

4.4 人工產(chǎn)卵場(chǎng)、棲息地和回游通道工程

過(guò)魚(yú)設(shè)施的基本原理是利用魚(yú)類的向流(逆流)行為,人工創(chuàng)造更大的流速,將魚(yú)誘入進(jìn)口,讓魚(yú)類自行溯游過(guò)壩,或運(yùn)用各種手段運(yùn)送過(guò)壩,主要有魚(yú)道、魚(yú)閘、升魚(yú)機(jī)、集運(yùn)魚(yú)船等。

人工模擬產(chǎn)卵場(chǎng)、棲息地是指在壩下附近的支流或人工渠道內(nèi),模擬產(chǎn)卵場(chǎng)、棲息地要求的環(huán)境,讓魚(yú)類自行進(jìn)入產(chǎn)卵場(chǎng)或棲息地(下圖為某河流上的魚(yú)類洄游通道)。

4.5 人工增殖站和生物放流工程

人工繁殖放流是指建立人工產(chǎn)卵場(chǎng),收集和培育親魚(yú),人工催青,人工孵化育苗,培育魚(yú)種,將一定規(guī)格的幼魚(yú)放入壩下河流,讓其下海生長(zhǎng)。目前國(guó)內(nèi)外都十分重視設(shè)置人工增殖站,開(kāi)展人工增殖、放流工作,用于解決水壩對(duì)水生生物的阻隔。

水庫(kù)修建后,營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在庫(kù)內(nèi)富集,浮游生物迅速生長(zhǎng),如果不能很好利用,將會(huì)自然死亡,惡性循環(huán),從而造成富營(yíng)養(yǎng)化和水質(zhì)污染等。按照生態(tài)平衡原理,合理投放食用不同浮游生物的魚(yú)種進(jìn)庫(kù),進(jìn)行生態(tài)修復(fù),用產(chǎn)品的形式讓富營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)出庫(kù),既能清潔水庫(kù),又能收獲魚(yú)產(chǎn),可以做到一舉兩得。所有這些,都需要有生命科學(xué)和生物、生態(tài)技術(shù)作為支撐。

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